Android全方位解析Handler和AsyncTask

一、Handler源码分析

具体解析请看这两篇文章
（https://blog.csdn.net/wsq_tomato/article/details/80301851）
https://zhuanlan.zhihu.com/p/269485733
https://blog.csdn.net/mysimplelove/article/details/79613361
1.定义

是android传递消息的机制

2.作用

在多线程的应用场景中，将工作线程中需更新UI的操作信息传递到 UI主线程，从而实现工作线程对UI的更新处理，最终实现异步消息的处理

3.简单实例

public class Activity extends android.app.Activity {
    private Handler mHandler = new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            System.out.println(msg.what);
        }
    };
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState, PersistableBundle persistentState) {
        super.onCreate(savedInstanceState, persistentState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //耗时操作
                Message message = new Message();
                message.what = 1;
                mHandler.sendMessage(message);
            }
        }).start();
    }
}

4.Handle的四大元素
消息机制主要包含：MessageQueue，Handler和Looper这三大部分，以及Message，下面我们一一介绍。

Message：需要传递的消息，可以传递数据；
MessageQueue：消息队列，但是它的内部实现并不是用的队列，实际上是通过一个单链表的数据结构来维护消息列表，因为单链表在插入和删除上比较有优势。主要功能向消息池投递消息(MessageQueue.enqueueMessage)和取走消息池的消息(MessageQueue.next)；
Handler：消息辅助类，主要功能向消息池发送各种消息事件(Handler.sendMessage)和处理相应消息事件(Handler.handleMessage)；
Looper：不断循环执行(Looper.loop)，从MessageQueue中读取消息，按分发机制将消息分发给目标处理者。

5.消息机制的架构

消息机制的运行流程：在子线程执行完耗时操作，当Handler发送消息时，将会调用MessageQueue.enqueueMessage，向消息队列中添加消息。当通过Looper.loop开启循环后，会不断地从线程池中读取消息，即调用MessageQueue.next，然后调用目标Handler（即发送该消息的Handler）的dispatchMessage方法传递消息，然后返回到Handler所在线程，目标Handler收到消息，调用handleMessage方法，接收消息，处理消息。

MessageQueue，Handler和Looper三者之间的关系：每个线程中只能存在一个Looper，Looper是保存在ThreadLocal中的。主线程（UI线程）已经创建了一个Looper，所以在主线程中不需要再创建Looper，但是在其他线程中需要创建Looper。每个线程中可以有多个Handler，即一个Looper可以处理来自多个Handler的消息。 Looper中维护一个MessageQueue，来维护消息队列，消息队列中的Message可以来自不同的Handler。

Looper有一个MessageQueue消息队列；
MessageQueue有一组待处理的Message；
Message中记录发送和处理消息的Handler；
Handler中有Looper和MessageQueue。

6.总结

Android中主线程是不能进行耗时操作的，子线程是不能进行更新UI的。所以就有了handler，它的作用就是实现线程之间的通信。
handler整个流程中，主要有四个对象，handler，Message,MessageQueue,Looper。当应用创建的时候，就会在主线程中创建handler对象，我们通过要传送的消息保存到Message中，handler通过调用sendMessage方法将Message发送到MessageQueue中，Looper对象就会不断的调用loop()方法，不断的从MessageQueue中取出Message交给handler进行处理。从而实现线程之间的通信。

7.面试

handler 延时执行实现原理?

Looper取消息，也就是next方法时，会判断当前消息是不是延迟的，是的话调用nativePollOnce就行阻塞，其实就是linux中的epoll机制，底层就是I/O多路复用机制.

先用postDelay发送一个延迟消息A，然后在post一个Runnable B，B会不会执行?

1）postDelay()一个10秒钟的Runnable A、消息进队，MessageQueue调用nativePollOnce()阻塞，Looper阻塞；
2）紧接着post()一个Runnable B、消息进队，判断现在A时间还没到、正在阻塞，把B插入消息队列的头部（A的前面），然后调用nativeWake()方法唤醒线程；
3）MessageQueue.next()方法被唤醒后，重新开始读取消息链表，第一个消息B无延时，直接返回给Looper；
4）Looper处理完这个消息再次调用next()方法，MessageQueue继续读取消息链表，第二个消息A还没到时间，计算一下剩余时间（假如还剩9秒）继续调用nativePollOnce()阻塞；
直到阻塞时间到或者下一次有Message进队；
handler每次插入message都会唤醒线程，重新计算插入后，再走一次这个休眠流程。

handler是怎么切换线程的？

Handler 对象在哪个线程下构建（Handler的构造函数在哪个线程下调用），那么Handler就会持有这个线程的Looper引用和这个线程的消息队列的引用。因为持有这个线程的消息队列的引用，意味着这个Handler对象可以在任意其他线程给该线程的消息队列添加消息，也意味着Handler的handlerMessage 肯定也是在该线程执行的。

二、AsyncTask源码分析

1.简介

AsyncTask是一个抽象类，它是由Android封装的一个轻量级异步类（轻量体现在使用方便、代码简洁），它可以在线程池中执行后台任务，然后把执行的进度和最终结果传递给主线程并在主线程中更新UI。AsyncTask的内部封装了两个线程池(SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR)和一个Handler(InternalHandler)。
其中SerialExecutor线程池用于任务的排队，让需要执行的多个耗时任务，按顺序排列，THREAD_POOL_EXECUTOR线程池才真正地执行任务，InternalHandler用于从工作线程切换到主线程。

2.AsyncTask的泛型参数
AsyncTask的类声明如下：

public abstract class AsyncTask
AsyncTask是一个抽象泛型类。
其中，三个泛型类型参数的含义如下：
Params：开始异步任务执行时传入的参数类型；
Progress：异步任务执行过程中，返回下载进度值的类型；
Result：异步任务执行完成后，返回的结果类型；
如果AsyncTask确定不需要传递具体参数，那么这三个泛型参数可以用Void来代替。

有了这三个参数类型之后，也就控制了这个AsyncTask子类各个阶段的返回类型，如果有不同业务，我们就需要再另写一个AsyncTask的子类进行处理。

3.AsyncTask的核心方法

onPreExecute()

这个方法会在后台任务开始执行之前调用，在主线程执行。用于进行一些界面上的初始化操作，比如显示一个进度条对话框等。

doInBackground(Params...)

这个方法中的所有代码都会在子线程中运行，我们应该在这里去处理所有的耗时任务。

任务一旦完成就可以通过return语句来将任务的执行结果进行返回，如果AsyncTask的第三个泛型参数指定的是Void，就可以不返回任务执行结果。注意，在这个方法中是不可以进行UI操作的，如果需要更新UI元素，比如说反馈当前任务的执行进度，可以调用publishProgress(Progress...)方法来完成。

onProgressUpdate(Progress...)

当在后台任务中调用了publishProgress(Progress...)方法后，这个方法就很快会被调用，方法中携带的参数就是在后台任务中传递过来的。在这个方法中可以对UI进行操作，在主线程中进行，利用参数中的数值就可以对界面元素进行相应的更新。

onPostExecute(Result)

当doInBackground(Params...)执行完毕并通过return语句进行返回时，这个方法就很快会被调用。返回的数据会作为参数传递到此方法中，可以利用返回的数据来进行一些UI操作，在主线程中进行，比如说提醒任务执行的结果，以及关闭掉进度条对话框等。

上面几个方法的调用顺序： onPreExecute() --> doInBackground() --> publishProgress() --> onProgressUpdate() --> onPostExecute()
如果不需要执行更新进度则为onPreExecute() --> doInBackground() --> onPostExecute(),

除了上面四个方法，AsyncTask还提供了onCancelled()方法，它同样在主线程中执行，当异步任务取消时，onCancelled()会被调用，这个时候onPostExecute()则不会被调用，但是要注意的是，AsyncTask中的cancel()方法并不是真正去取消任务，只是设置这个任务为取消状态，我们需要在doInBackground()判断终止任务。就好比想要终止一个线程，调用interrupt()方法，只是进行标记为中断，需要在线程内部进行标记判断然后中断线程。
4.简单实例

class DownloadTask extends AsyncTask {  

    @Override  
    protected void onPreExecute() {  
        progressDialog.show();  
    }  

    @Override  
    protected Boolean doInBackground(Void... params) {  
        try {  
            while (true) {  
                int downloadPercent = doDownload();  
                publishProgress(downloadPercent);  
                if (downloadPercent >= 100) {  
                    break;  
                }  
            }  
        } catch (Exception e) {  
            return false;  
        }  
        return true;  
    }  

    @Override  
    protected void onProgressUpdate(Integer... values) {  
        progressDialog.setMessage("当前下载进度：" + values[0] + "%");  
    }  

    @Override  
    protected void onPostExecute(Boolean result) {  
        progressDialog.dismiss();  
        if (result) {  
            Toast.makeText(context, "下载成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();  
        } else {  
            Toast.makeText(context, "下载失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();  
        }  
    }  
}

这里我们模拟了一个下载任务，在doInBackground()方法中去执行具体的下载逻辑，在onProgressUpdate()方法中显示当前的下载进度，在onPostExecute()方法中来提示任务的执行结果。如果想要启动这个任务，只需要简单地调用以下代码即可：

new DownloadTask().execute();

5.使用AsyncTask的注意事项

①异步任务的实例必须在UI线程中创建，即AsyncTask对象必须在UI线程中创建。
②execute(Params... params)方法必须在UI线程中调用。
③不要手动调用onPreExecute()，doInBackground(Params... params)，onProgressUpdate(Progress... values)，onPostExecute(Result result)这几个方法。
④不能在doInBackground(Params... params)中更改UI组件的信息。
⑤一个任务实例只能执行一次，如果执行第二次将会抛出异常。

6.源码分析

AsyncTask构造函数初始化了两个变量，mWorker和mFuture，并在初始化mFuture的时候将mWorker作为参数传入。mWorker是一个Callable对象，mFuture是一个FutureTask对象。然后调用excute()方法实例化一个任务队列线程池SelialExcutor，它包含两个步骤 :
①向队列中加入一个新的任务，即之前实例化后的mFuture对象。之后实例化THREAD_POOL_EXECUTOR执行线程池，
②调用 scheduleNext()方法，调用THREAD_POOL_EXECUTOR执行队列头部的任务。最后通过 InternalHandler 类将任务消息传递到主线程；根据消息标识（MESSAGE_POST_RESULT）判断，最终通过finish(）调用我们复写的onPostExecute(result)，从而实现UI更新操作

任务线程池类（THREAD_POOL_EXECUTOR）实际上是1个已配置好的可执行并行任务的线程池

调用THREAD_POOL_EXECUTOR.execute（）实际上是调用线程池的execute()去执行具体耗时任务

而该耗时任务则是步骤2中初始化 WorkerRunnable实例对象时复写的call（）内容

在call（）方法里，先调用我们复写的doInBackground(mParams)执行耗时操作

再调用postResult(result)，通过 InternalHandler 类将任务消息传递到主线程；根据消息标识（MESSAGE_POST_RESULT）判断，最终通过finish(）调用我们复写的onPostExecute(result)，从而实现UI更新操作

Android全方位解析Handler和AsyncTask

一、Handler源码分析

二、AsyncTask源码分析

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